JP2021518205A - Neurological examination system - Google Patents
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Abstract
対象者の脳の解剖学的構造を評価するためのシステム及び方法が提供される。一実施形態では、対象者の脳の解剖学的構造を評価するためのシステムは、磁気共鳴イメージング(MRI)デバイスと通信するコンピューティングデバイスを含む。コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査活性化レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、ディスプレイデバイスに、解剖学的構造の異常のグラフィカル表示を出力するように動作可能である。検査活性化レベルは、MRIデバイスの使用により得られた機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。解剖学的構造の形状は、MRIデバイスの使用により得られた磁気共鳴(MR)データのセグメント化に基づいて輪郭を描かれる。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の活性化レベルを含む。Systems and methods for assessing the anatomy of a subject's brain are provided. In one embodiment, the system for assessing the anatomy of a subject's brain comprises a computing device that communicates with a magnetic resonance imaging (MRI) device. The computing device determines the anatomical anomaly by comparing the test activation level within the shape of the anatomical structure with the data in the standard database, and the display device provides a graphical display of the anatomical anomaly. Can be operated to output. The test activation level is determined by aligning the functional magnetic resonance imaging (fMRI) data obtained by using an MRI device with the shape of the anatomical structure. The shape of the anatomical structure is contoured based on the segmentation of magnetic resonance (MR) data obtained by using an MRI device. Data in the standard database include activation levels of anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected.
Description
[0001] 本開示は、一般に、神経学的検査に関し、特に、対象者の脳の異常を識別し、神経学的障害の可能性を決定するための神経学的検査システム及び方法に関する。 [0001] The present disclosure relates generally to neurological examinations, and in particular to neurological examination systems and methods for identifying abnormalities in a subject's brain and determining the likelihood of neurological disorders.
[0002] 高い空間分解能及び優れた軟組織コントラストのために、構造磁気共鳴イメージング(MRI)は、脳及び皮質下の萎縮の検出並びに白色/灰白質変化の縦追跡(longitudinal tracking)に十分に適している。MRIには、神経学的障害を診断するのに有用な様々な変型及びモダリティがある。 [0002] Due to its high spatial resolution and excellent soft tissue contrast, Structural Magnetic Resonance Imaging (MRI) is well suited for the detection of brain and subcortical atrophy and the longitudinal tracking of white / gray matter changes. There is. MRI has a variety of variants and modalities that are useful in diagnosing neurological disorders.
[0003] 機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)は、様々な信号強度値をもたらす酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンの磁気特性を利用するMRIの変型である。酸素化血液と脱酸素化血液との比の経時変化を使用して、課題(task)関連代謝活動の画像を生成する。局所血液脳活動と、最終的には局所酸素需要及び血流とを向上させる課題が、MRIスキャナ内の対象者によって実行され、神経学的疾患及び精神障害をもつ個人の認知機能を研究するために使用される。 [0003] Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) is a variant of MRI that takes advantage of the magnetic properties of oxygenated and deoxygenated hemoglobin that result in various signal intensity values. The time course of the ratio of oxygenated blood to deoxygenated blood is used to generate images of task-related metabolic activity. Tasks to improve local blood-brain activity and ultimately local oxygen demand and blood flow are performed by subjects within an MRI scanner to study the cognitive function of individuals with neurological and psychiatric disorders. Used for.
[0004] 拡散テンソルイメージング(DTI)は、水拡散の特性を利用して脳組織及び下線付き白質路の接続性及び機能的完全性に関する情報を提供する別のMRIモダリティである。DTIは、局所拡散速度を記述するテンソルの主軸に沿って水分子が拡散するという原理に基づく。テンソルは、3次元のボクセルに中心があり、楕円体として視覚化される。その結果、白質路に沿ったボクセルは、個々のテンソルの長軸に沿って見る場合、繊維路としても知られている拡散ラインを形成する。DTIトラクトグラフィは、ユーザ定義のシード点/領域から開始することによって、そのような楕円体を長軸に沿って追跡する画像処理技法である。 [0004] Diffusion tensor imaging (DTI) is another MRI modality that utilizes the properties of water diffusion to provide information on the connectivity and functional integrity of brain tissue and underlined white matter tracts. DTI is based on the principle that water molecules diffuse along the principal axis of the tensor, which describes the local diffusion rate. The tensor is centered on a three-dimensional voxel and is visualized as an ellipsoid. As a result, voxels along the white matter pathway form diffusion lines, also known as fibrous pathways, when viewed along the long axis of the individual tensors. DTI tractography is an image processing technique that tracks such an ellipsoid along its long axis by starting from a user-defined seed point / region.
[0005] 例えば、脳波検査(EEG)及び脳磁気図検査(MEG)が、アルツハイマー病、外傷性脳損傷、及び癲癇などの神経学的障害を研究するために使用される。EEGとMEGの両方は、脳のニューロン内のイオン電流を測定する。ニューロン内のイオン電流は、ニューロン電流と呼ばれる。EEGは、ニューロン電流から生じる電圧変動を測定し、一方、MEGは、ニューロン電流によって誘導される磁場を測定する。ニューロン電流を測定することによって、EEG及びMEGの両方は、脳活動を評価するために使用される。それゆえに、MEGデータとEEGデータとは、脳活動の様々な態様を評価するので、fMRIデータを補足する。MEGデータ及びEEGデータはまた、DTIデータの繊維路が対象者の脳のニューロン接続性の描写であるので、DTIデータと相互比較される。 [0005] For example, electroencephalography (EEG) and magnetoencephalography (MEG) are used to study neurological disorders such as Alzheimer's disease, traumatic brain injury, and epilepsy. Both EEG and MEG measure ionic currents within neurons of the brain. The ionic current in a neuron is called the neuron current. EEG measures voltage fluctuations resulting from neuronal currents, while MEG measures magnetic fields induced by neuronal currents. Both EEG and MEG are used to assess brain activity by measuring neuronal currents. Therefore, the MEG and EEG data supplement the fMRI data as they evaluate various aspects of brain activity. The MEG and EEG data are also intercompared with the DTI data because the fibrous pathways of the DTI data are depictions of neuronal connectivity in the subject's brain.
[0006] 従来、fMRIデータ、DTIデータ、EEGデータ、及びMEGデータは、通常、領域ごとに別々に分析される。解剖学的構造単位のこれらのデータの追跡及び定量分析は利用できない。同じ理由で、標準データ及びバイオマーカーは、どちらも、解剖学的構造単位で作成及び開発されない。それゆえに、改善された神経学的検査システム及び方法が必要である。 [0006] Conventionally, fMRI data, DTI data, EEG data, and MEG data are usually analyzed separately for each region. Tracking and quantitative analysis of these data for anatomical units is not available. For the same reason, neither standard data nor biomarkers are created and developed in anatomical units. Therefore, there is a need for improved neurological examination systems and methods.
[0007] 本開示の実施形態は、解剖学的に固有のfMRI、DTI、EEG、及びMEGデータを標準データベースのデータと比較することによって、対象者の脳の異常を識別し、解剖学的に固有のfMRI、DTI、EEG、及びMEGデータをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するように構成される。標準データベースのデータは、神経学的障害と診断されていない健康な対象者の解剖学的に固有のfMRI、DTI、EEG、及びMEGデータ、並びにこれらの健康な対象者のゲノミクス、電子医療記録、放射線医学報告書などの非イメージングデータを含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的障害と診断された対象者の解剖学的に固有のfMRI、DTI、EEG、及びMEGデータ、並びに神経学的障害をもつこれらの対象者のゲノミクス、電子医療記録、放射線医学報告書などの非イメージングデータを含む。 [0007] The embodiments of the present disclosure identify anatomically specific fMRI, DTI, EEG, and MEG data with data in a standard database to identify brain abnormalities in the subject and anatomically. It is configured to determine the likelihood of neurological disorders by comparing the unique fMRI, DTI, EEG, and MEG data with the data in the biomarker database. Data from the standard database include anatomically specific fMRI, DTI, EEG, and MEG data for healthy subjects who have not been diagnosed with neurological disorders, as well as the genomics, electronic medical records, and electronic medical records of these healthy subjects. Includes non-imaging data such as radiological reports. Data from the biomarker database include anatomically specific fMRI, DTI, EEG, and MEG data for subjects diagnosed with neurological disorders, as well as genomics and electronic medicine for those subjects with neurological disorders. Includes non-imaging data such as records, radiological reports.
[0008] 対象者の脳の解剖学的構造を評価するためのシステム及び方法が提供される。一実施形態では、対象者の脳の解剖学的構造を評価するためのシステムは、磁気共鳴イメージング(MRI)デバイスと通信するコンピューティングデバイスを含む。コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査活性化レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、ディスプレイデバイスに、解剖学的構造の異常のグラフィカル表示を出力するように動作可能である。検査活性化レベルは、MRIデバイスの使用により得られた機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。解剖学的構造の形状は、MRIデバイスの使用により得られた磁気共鳴(MR)データのセグメント化に基づいて輪郭を描かれる。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の活性化レベルを含む。 [0008] Systems and methods for assessing the anatomy of a subject's brain are provided. In one embodiment, the system for assessing the anatomy of a subject's brain comprises a computing device that communicates with a magnetic resonance imaging (MRI) device. The computing device determines the anatomical anomaly by comparing the test activation level within the shape of the anatomical structure with the data in the standard database, and the display device provides a graphical display of the anatomical anomaly. Can be operated to output. The test activation level is determined by aligning the functional magnetic resonance imaging (fMRI) data obtained by using an MRI device with the shape of the anatomical structure. The shape of the anatomical structure is contoured based on the segmentation of magnetic resonance (MR) data obtained by using an MRI device. Data in the standard database include activation levels of anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected.
[0009] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、異常に関連する検査活性化レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造の活性化レベルを含む。グラフィカル表示は、神経学的障害の可能性を含む。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査電気的活動レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、異常に関連する検査電気的活動レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。検査電気的活動レベルは、脳波検査(EEG)デバイスの使用により得られた脳波検査(EEG)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。コンピューティングデバイスはEEGデバイスと通信する。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の電気的活動レベルを含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造の電気的活動レベルを含む。 [0009] In some embodiments, the computing device can further operate to determine the likelihood of neurological impairment by comparing the level of test activation associated with the anomaly with data from a biomarker database. be. Data from the biomarker database include activation levels of anatomical structures in multiple subjects who are neurologically affected. The graphical display includes the possibility of neurological disorders. In some embodiments, the computing device determines an anatomical anomaly by comparing the level of electrical activity of the examination within the shape of the anatomy with data in a standard database, and the examination associated with the anomaly. It can be further acted upon to determine the likelihood of neurological damage by comparing electrical activity levels with data from a biomarker database. Examination Electrical activity levels are determined by aligning the electroencephalography (EEG) data obtained by using an electroencephalography (EEG) device with the shape of the anatomical structure. The computing device communicates with the EEG device. Data in the standard database include electrical activity levels of the anatomical structure of multiple subjects who are not neurologically affected. Data from the biomarker database include electrical activity levels of the anatomical structure of multiple neurologically affected subjects.
[0010] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査ニューロン活動レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、異常に関連する検査ニューロン活動レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。検査ニューロン活動レベルは、脳磁気図検査(MEG)デバイスの使用により得られた脳磁気図検査(MEG)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。コンピューティングデバイスはMEGデバイスと通信する。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造のニューロン活動レベルを含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造のニューロン活動レベルを含む。 [0010] In some embodiments, the computing device determines and is associated with anatomical anomalies by comparing examination neuronal activity levels within the shape of the anatomy with data from a standard database. It is possible to further act to determine the likelihood of neurological damage by comparing the neuronal activity level to the data in the biomarker database. Examination Neuron activity levels are determined by aligning the magnetoencephalography (MEG) data obtained by using a magnetoencephalography (MEG) device with the shape of the anatomical structure. The computing device communicates with the MEG device. Data in the standard database include neuronal activity levels of the anatomical structure of multiple subjects who are not neurologically affected. Data from the biomarker database include neuronal activity levels of the anatomical structure of multiple neurologically affected subjects.
[0011] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査繊維路密度を標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、異常に関連する検査繊維路密度をバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。検査繊維路密度は、MRIデバイスの使用により得られた拡散テンソルイメージング(DTI)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の繊維路密度を含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造の繊維路密度を含む。いくつかの実施態様では、グラフィカル表示は治療推奨を含む。いくつかの実施態様では、グラフィカル表示は処方推奨を含む。いくつかの実施形態では、グラフィカル表示は報告書を含む。いくつかの実施形態では、システムは、MRIデバイス及びディスプレイデバイスをさらに含む。 [0011] In some embodiments, the computing device determines and is associated with anatomical anomalies by comparing the inspection fiber path density within the shape of the anatomy with data from a standard database. It is possible to further act to determine the likelihood of neurological damage by comparing the test fiber tract density to the data in the biomarker database. The inspection fiber path density is determined by aligning the diffusion tensor imaging (DTI) data obtained by using an MRI device with the shape of the anatomical structure. Data in the standard database include fibrous densities of anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected. Data from the biomarker database include fiberway densities of anatomical structures in multiple neurologically affected subjects. In some embodiments, the graphical display includes treatment recommendations. In some embodiments, the graphical display includes prescription recommendations. In some embodiments, the graphical representation includes a report. In some embodiments, the system further includes an MRI device and a display device.
[0012] 別の実施形態では、対象者の脳の解剖学的構造を評価するためのシステムは、磁気共鳴イメージング(MRI)デバイスと通信するコンピューティングデバイスを含む。コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査活性化レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定し、ディスプレイデバイスに、神経学的障害の可能性のグラフィカル表示を出力するように動作可能である。検査活性化レベルは、MRIデバイスの使用により得られた機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。解剖学的構造の形状は、MRIデバイスの使用により得られた磁気共鳴(MR)データのセグメント化に基づいて輪郭を描かれる。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造の活性化レベルを含む。 [0012] In another embodiment, the system for assessing the anatomy of a subject's brain comprises a computing device that communicates with a magnetic resonance imaging (MRI) device. The computing device determines the potential for neurological disability by comparing the level of test activation within the shape of the anatomical structure with the data in the biomarker database, and the display device has the potential for neurological disability. It can be operated to output a graphical display of. The test activation level is determined by aligning the functional magnetic resonance imaging (fMRI) data obtained by using an MRI device with the shape of the anatomical structure. The shape of the anatomical structure is contoured based on the segmentation of magnetic resonance (MR) data obtained by using an MRI device. Data from the biomarker database include activation levels of anatomical structures in multiple subjects who are neurologically affected.
[0013] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査活性化レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定するようにさらに動作可能である。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の活性化レベルを含む。グラフィカル表示は、解剖学的構造の異常を含む。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査電気的活動レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、検査電気的活動レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。検査電気的活動レベルは、脳波検査(EEG)デバイスの使用により得られた脳波検査(EEG)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。コンピューティングデバイスはEEGデバイスと通信する。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の電気的活動レベルを含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造の電気的活動レベルを含む。 [0013] In some embodiments, the computing device further operates to determine anatomical anomalies by comparing the level of examination activation within the shape of the anatomy with data from a standard database. It is possible. Data in the standard database include activation levels of anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected. Graphical display includes anatomical abnormalities. In some embodiments, the computing device determines an anatomical structure abnormality by comparing the test electrical activity level within the shape of the anatomical structure with data in a standard database, and the test electrical activity level. Can be further acted upon to determine the likelihood of neurological disorders by comparing the data with the data in the biomarker database. Examination Electrical activity levels are determined by aligning the electroencephalography (EEG) data obtained by using an electroencephalography (EEG) device with the shape of the anatomical structure. The computing device communicates with the EEG device. Data in the standard database include electrical activity levels of the anatomical structure of multiple subjects who are not neurologically affected. Data from the biomarker database include electrical activity levels of the anatomical structure of multiple neurologically affected subjects.
[0014] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査ニューロン活動レベルを標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、検査ニューロン活動レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。検査ニューロン活動レベルは、脳磁気図検査(MEG)デバイスの使用により得られた脳磁気図検査(MEG)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。コンピューティングデバイスはMEGデバイスと通信する。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造のニューロン活動レベルを含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造のニューロン活動レベルを含む。 [0014] In some embodiments, the computing device determines anatomical structure abnormalities by comparing the level of test neuron activity within the shape of the anatomy with data from a standard database and test neuron activity. It can be further acted upon to determine the likelihood of neurological disorders by comparing the levels with data from the biomarker database. Examination Neuron activity levels are determined by aligning the magnetoencephalography (MEG) data obtained by using a magnetoencephalography (MEG) device with the shape of the anatomical structure. The computing device communicates with the MEG device. Data in the standard database include neuronal activity levels of the anatomical structure of multiple subjects who are not neurologically affected. Data from the biomarker database include neuronal activity levels of the anatomical structure of multiple neurologically affected subjects.
[0015] いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイスは、解剖学的構造の形状内の検査繊維路密度を標準データベースのデータと比較することによって解剖学的構造の異常を決定し、検査繊維路密度をバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能である。検査繊維路密度は、MRIデバイスの使用により得られた拡散テンソルイメージング(DTI)データと解剖学的構造の形状とを位置合わせすることによって決定される。標準データベースのデータは、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の繊維路密度を含む。バイオマーカーデータベースのデータは、神経学的に罹患している複数の対象者の解剖学的構造の繊維路密度を含む。いくつかの実施態様では、グラフィカル表示は治療推奨を含む。いくつかの事例では、グラフィカル表示は処方推奨を含む。いくつかの実施形態では、グラフィカル表示は報告書を含む。いくつかの実施形態では、システムは、MRIデバイス及びディスプレイデバイスを含む。 [0015] In some embodiments, the computing device determines an anatomical structure abnormality by comparing the test fiber path density within the shape of the anatomical structure with data in a standard database and the test fiber path. It can be further acted upon to determine the likelihood of neurological damage by comparing the density with the data in the biomarker database. The inspection fiber path density is determined by aligning the diffusion tensor imaging (DTI) data obtained by using an MRI device with the shape of the anatomical structure. Data in the standard database include fibrous densities of anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected. Data from the biomarker database include fiberway densities of anatomical structures in multiple neurologically affected subjects. In some embodiments, the graphical display includes treatment recommendations. In some cases, the graphical display includes prescription recommendations. In some embodiments, the graphical representation includes a report. In some embodiments, the system includes an MRI device and a display device.
[0016] そのようなデバイスとインタフェースする及び/又はそのような方法を実施するように特に構成された他のデバイス、システム、及び方法も提供される。 [0016] Other devices, systems, and methods specifically configured to interface with and / or perform such methods are also provided.
[0017] 本開示の追加の態様、特徴、及び利点は、図面とともに以下の詳細な説明から明らかになる。 [0017] Additional aspects, features, and advantages of the present disclosure will be apparent from the following detailed description, along with the drawings.
[0018] 本開示の態様は、添付の図とともに読まれるとき以下の詳細な説明から最もよく理解される。産業界の標準の慣行に従って、様々なフィーチャは一定の縮尺で描かれていないことが強調される。実際、様々なフィーチャの寸法は、議論を明確にするために任意に拡大又は縮小される。加えて、本開示は、様々な例における参照番号及び/又は文字を繰り返すことがある。この繰り返しは、簡単及び明確にするためのものであり、それ自体、論じられる様々な実施形態及び/又は構成の間の関係を規定するものではない。 [0018] Aspects of the present disclosure are best understood from the following detailed description when read with the accompanying figures. It is emphasized that the various features are not drawn to a constant scale, according to industry standard practices. In fact, the dimensions of the various features are arbitrarily scaled up or down to clarify the discussion. In addition, the present disclosure may repeat reference numbers and / or letters in various examples. This repetition is for simplicity and clarity and does not, by itself, define the relationships between the various embodiments and / or configurations discussed.
[0026] 次に、本開示の原理を理解しやすくするために、図面に示された実施形態が参照され、実施形態を記述するために特定の用語が使用される。それにもかかわらず、本開示の範囲への限定を意図していないことが理解されよう。記載されたデバイス、システム、及び方法への任意の改変及びさらなる変形、並びに本開示の原理のさらなる適用は、本開示に関連する当業者に通常思い浮かぶように、完全に意図され、本開示内に含まれる。 [0026] Next, in order to facilitate understanding of the principles of the present disclosure, the embodiments shown in the drawings are referred to and specific terms are used to describe the embodiments. Nevertheless, it will be appreciated that it is not intended to be limited to the scope of this disclosure. Any modifications and further modifications to the devices, systems, and methods described, as well as further applications of the principles of the present disclosure, are fully intended and within the present disclosure, as will usually be thought of by those skilled in the art in connection with the present disclosure. include.
[0027] 次に図1を参照すると、そこに、本開示のいくつかの実施形態による神経学的検査システム100の概略図が示される。システム100は、磁気共鳴イメージング(MRI)デバイス110、脳磁気図検査(MEG)デバイス130、脳波検査(EEG)デバイス140、ユーザ入力デバイス150、及びディスプレイ160と電気通信するコンピューティングデバイス120を含む。コンピューティングデバイス120は、メモリと通信する1つ又は複数のプロセッサなどの処理回路を含む。メモリは、1つ又は複数のプロセッサにより実行可能である命令を格納する有形コンピュータ可読記憶媒体である。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、一方ではMRIデバイス110、MEGデバイス130、EEGデバイス140、及び他方ではディスプレイ160の間のインタフェースとして機能するワークステーション又はコントローラである。いくつかの他の実施形態では、コンピューティングデバイス120はMRIデバイス110のみを制御する。これらの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、MEGデバイス130及びEEGデバイス140の使用によって得られたデータにアクセスすることができるが、それらの動作を直接制御しない。いくつかの実施形態では、MRIデバイス110は、限定はしないが、磁気共鳴(MR)イメージング、拡散テンソルイメージング(DTI)、及び機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)を含む様々なモダリティで動作し、イメージングデータをコンピューティングデバイス120に出力する。いくつかの実施態様では、MRIデバイス110は、様々なモダリティで同時に動作することができる。例えば、MRIデバイスは、MRスキャンとDTIスキャンを同時に実行することができる。
[0027] Next, with reference to FIG. 1, a schematic diagram of the
[0028] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、MRIデバイス110からのMRデータを受け取り、それを処理し、MR画像データをディスプレイ160に出力し、その結果、ディスプレイ160はMR画像を表示する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、MRIデバイス110からのfMRIデータを受け取り、それを処理し、fMRIデータをディスプレイ160に出力する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、調査スキャン、剛体位置合せ、ボリューム局在化、及び方向余弦などの適切なプロセスによりMRデータとfMRIデータを位置合わせ又は相互位置合わせする。いくつかの実施形態では、fMRIデータの取得は、所定の活性化レベル又は閾値活性化レベルが達成されるまで終了しない。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、MEG130からのデータを受け取り、それを処理して、ニューロン活動レベルを決定し、ニューロン活動レベルをディスプレイ160に出力する。同様に、いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、EEG140からのデータを受け取り、それを処理して、電気的活動レベルを決定し、電気的活動レベルをディスプレイ160に出力する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、調査スキャン、剛体位置合せ、ボリューム局在化、及び方向余弦などの適切なプロセスによりMRデータ並びにEEG及びMEGデータを位置合わせ又は相互位置合わせする。いくつかの実施態様では、EEGデバイス140はMRIデバイス110に適合し、EEGデータはMRスキャンと同時に得られる。これらの実施態様では、MRデータ及びEEGデータは、同じ視野の下で位置合わせ又は相互位置合わせされなければならない。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、MRIデバイス110からのDTIデータを受け取り、それを処理して、繊維路を識別し、識別された繊維路をディスプレイ160に出力する。それらの実施形態では、MRデータ及びDTIデータは、MRスキャンにより同時に又は順々に得られる。スキャンされている対象者がMR/DTIスキャンの間静止したままでいる場合、調査スキャンは、MRスキャンの視野及びDTIスキャンの視野を位置合わせするのに十分である。対象者が動く場合、MRスキャンとDTIスキャンとの間の適切な位置合せを確実にするために、追加の調査スキャンを実行する必要がある場合がある。いくつかの事例では、コンピューティングデバイス120は、剛体位置合せ、ボリューム局在化、及び方向余弦などの適切なプロセスによりMRデータとDTIデータとを位置合わせ又は相互位置合わせする。
[0028] In some embodiments, the
[0029] いくつかの実施形態では、MRデータはT1重み付け(T1 W)MR画像であり、コンピューティングデバイス120は、対象者の脳の解剖学的構造の形状の輪郭を描くためにMR画像を自動的にセグメント化する。いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイス120は、MR画像データを3次元(3D)脳モデルに基づいてセグメント化する。いくつかの事例では、3D脳モデルは、記憶媒体から、又はサーバ若しくは遠隔ワークステーションへの有線若しくは無線接続を通して、コンピューティングデバイス120によって受け取られる。他のいくつかの事例では、3D脳モデルは、コンピューティングデバイス120内の記憶デバイスに、又はコンピューティングデバイス120により検索可能な記憶デバイスに格納される。いくつかの実施態様では、3D脳モデルは、形状制約された変形可能な脳モデルである。いくつかの事例では、3D脳モデルは、Liu T.、Shen D.、Ibanez L.、Tao X.(編)MBIA 2011. Lecture Notes in Computer Science, vol. 7012. Springer, Berlin, HeidelbergによるMultimodal Brain Image Analysis.における、L. Zagorchev、C. Meyer、T. Stehle、R. Kneser, S、Young、及びJ. Weeseによる「Evaluation of traumatic brain injury subjects using a shape−constrained deformable model」2011に記載された脳モデルであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、3D脳モデルは、「SYSTEM FOR RAPID AND ACCURATE QUANTITATIVE ASSESSMENT OF TRAUMATIC BRAIN INJURY」と題する米国特許第9,256,951号に記載された変形可能な脳モデル、又は「METHOD AND SYSTEM FOR QUANTITATIVE EVALUATION OF IMAGE SEGMENTATION」と題する米国特許出願公開第20150146951号に記載された形状制約された変形可能な脳モデルであり、それらの各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0029] In some embodiments, the MR data is a T1-weighted (T1 W) MR image, and the
[0030] いくつかの実施形態では、自動セグメンテーションが、脳の解剖学的構造の形状の輪郭を描くだけでなく、形状の各々における複数のボクセルも画定する。MRデータをfMRIデータ、DTIデータ、EEGデータ、及びMEGデータと位置合わせすると、形状及びボクセルをfMRI、DTI、EEG、MEG空間に移送することができ、又はfMRI画像、DTI画像、EEG画像、及びMEG画像をMR画像に重ね合わせることができる。いくつかの実施態様では、MRIデバイス110からのfMRIデータに基づいて、コンピューティングデバイス120は、ボクセル内の活性化レベルを決定する。活性化レベルは、累積活性化レベル、瞬間活性化レベル、時間平均活性化レベル、又は事象平均活性化レベルである。ボクセルの各々の活性化レベルが分かれば、次いで、コンピューティングデバイス120は、形状内のすべてのボクセルの活性化レベルを積分することによって、解剖学的構造の形状内の活性化レベルを決定することができる。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、活性化レベルが蓄積活性化レベル、瞬間活性化レベル、時間平均活性化レベル、又は事象平均活性化レベルであっても、様々な活性化レベルを表すために色分けを使用することができる。いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイス120はまた、形状内のボクセルの活性化レベルに基づいて、形状内の活性化レベルの輪郭を出力する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、形状内の決定された活性化レベルのグラフィカル表示をディスプレイ160に出力する。
[0030] In some embodiments, automatic segmentation not only outlines the shape of the anatomy of the brain, but also defines multiple voxels in each of the shapes. Aligning MR data with fMRI, DTI, EEG, and MEG data allows the shape and boxel to be transferred into the fMRI, DTI, EEG, MEG space, or fMRI, DTI, EEG, and MEG images. The MEG image can be superimposed on the MR image. In some embodiments, the
[0031] いくつかの実施形態では、MRデータ及びfMRIデータは、対象者の脳の様々な解剖学的構造の多数の形状に関する情報を含む。局所的脳活動を増加させるように設計された課題が対象者に与えられると、様々な解剖学的構造の形状内の活性化レベルは、経時的にシーケンス又はパターンを想定することができる。例えば、第1の高平均活性化レベルは第1の解剖学的構造内で観察され、次いで、第2の高平均活性化レベルは第2の解剖学的構造内で観察される。コンピューティングデバイス120はまた、解剖学的構造間の活性化のシーケンス又はパターンを決定することができる。
[0031] In some embodiments, MR and fMRI data include information about a number of shapes of various anatomical structures in the subject's brain. Given a task designed to increase local brain activity, activation levels within the shape of various anatomical structures can be sequenced or patterned over time. For example, a first high average activation level is observed within the first anatomical structure, and then a second high average activation level is observed within the second anatomical structure. The
[0032] いくつかの実施態様では、MRIデバイス110からのDTIデータに基づいて、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造の形状を経由する繊維路を識別する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造の形状内の繊維路密度を決定する。いくつかの実施態様では、繊維路密度は、解剖学的構造の形状の全体積のうちの繊維路体積の比率を含む。いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイス120は、様々な解剖学的構造内の様々な繊維路密度を表すために色分けを使用する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、形状内の繊維路密度のグラフィカル表示をディスプレイ160に出力する。いくつかの実施態様では、MEGデバイス130からのMEGデータに基づいて、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造の形状内のニューロン活動レベルを識別する。いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイス120は、様々な解剖学的構造のニューロン活動レベルの様々なレベルを表すために色分けを使用する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、形状内のニューロン活動レベルのグラフィカル表示をディスプレイ160に出力する。いくつかの実施態様では、EEGデバイス140からのEEGデータに基づいて、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造の形状内の電気的活動レベルを識別する。いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイス120は、様々な解剖学的構造の電気的活動レベルの様々なレベルを表すために色分けを使用する。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、形状内の電気的活動レベルのグラフィカル表示をディスプレイ160に出力する。
[0032] In some embodiments, based on DTI data from the
[0033] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、標準データベース及びバイオマーカーデータベースを構築するために使用される。これらの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、対象者の診断結果を受け取る。診断結果が、陰性であり、健康な脳を示している場合、対象者は神経学的に罹患していない対象者であると識別され、対象者のそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが、コンピューティングデバイス120と通信する標準データベース170にコンピューティングデバイス120によって格納される。しかしながら、診断結果が陽性であり、神経学的障害を示している場合、対象者は、神経学的に罹患している対象者であると識別され、前記の解剖学的構造固有のデータは、バイオマーカーデータベース180に格納される。時間とともに、標準データベースには、神経学的に罹患していない複数の対象者についてのそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが含まれ、バイオマーカーデータベースには、神経学的に罹患している複数の対象者についてのそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが含まれる。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、神経学的に罹患していない又は罹患している複数の対象者の頭部サイズ又は頭部形状記述子に基づいて、標準データベース170及びバイオマーカーデータベース180のデータを正規化する。そのように、頭部サイズによる変動を考慮して、より正確なデータセットが比較のために用意される。
[0033] In some embodiments, the
[0034] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、診断された神経学的障害、fMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、及びEEG電気的活動レベルを診断結果に関連付ける。バイオマーカーデータベース180に格納されたデータはすべて各解剖学的構造に対して正規化されているので、活動レベル、ニューロン活動レベル、電気的活動レベル、及びDTI繊維密度が、診断された神経学的障害に対して有意義に定量化及び分析される。同じデータの従来の使用では同じことは言えない。例えば、従来のDTIは、対象者の脳の内の繊維路を識別する。しかしながら、有意義に規定された空間又は形状がなければ、繊維路密度や繊維路体積の比率を、計算することも、様々な対象者からの対応する値と相互比較することもできない。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、活性化レベル、活性化のシーケンス、ニューロン活動レベル、電気的活動、及び繊維路密度に関する特性又はバイオマーカーを統計的に識別することができる。
[0034] In some embodiments, the
[0035] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120が、MRIデバイス110からの対象者のfMRIデータ及びDTIデータ、MEGデバイス130からの対象者のMEGデータ、及びEEGデバイス140からの対象者のEEGデータを受け取った後、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造単位で、対象者の活性化レベル、活性化のシーケンス、ニューロン活動レベル、電気的活動レベル、及び繊維路密度を標準データベース170に格納されているデータと比較する。そのような比較により、コンピューティングデバイス120は、特定の解剖学的構造に関して異常を識別する。いくつかの実施形態では、異常が識別された後、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造内の対象者の活性化レベル、活性化のシーケンス、ニューロン活動レベル、電気的活動、及び繊維路密度をバイオマーカーデータベース180に格納されているデータと比較する。コンピューティングデバイス120は、「異常な」解剖学的構造の活性化レベル、活性化のシーケンス、ニューロン活動レベル、電気的活動レベル、及び繊維路密度が、神経学的障害の固有のパターン又はバイオマーカーと一致するかどうか、及び神経学的障害を示す異常の可能性がどれくらいかを決定する。代替構成では、コンピューティングデバイス120は、異常の識別及び神経学的障害の可能性の決定の際に、標準データベース170とバイオマーカーデータベース180の両方に並行してアクセスする。いくつかの実施形態では、診断結果が陽性であるときはいつでも、推奨される療法又は処置のための治療推奨及び推奨される薬物のための処方推奨に関する情報もバイオマーカーデータベース180に格納される。それらの実施形態では、神経学的障害の可能性に加えて、コンピューティングデバイス120は、さらに、バイオマーカーデータベース180内の推奨される治療及び処方に基づいて、治療推奨及び処方推奨を決定することができる。本開示により得られた活性化レベル、活性化のシーケンス、ニューロン活動レベル、電気的活動レベル、及び繊維路密度の解剖学的構造固有の性質により、脳活動の変化の検査時追跡及び異なる検査にわたる縦追跡が可能になる。
[0035] In some embodiments, the
[0036] いくつかの実施態様では、コンピューティングデバイス120は、識別された異常、神経学的障害の可能性、推奨される治療、及び推奨される処方のグラフィカル表示を生成し、ディスプレイ160に出力する。グラフィカル表示には、色輪郭、テキスト、ポップアップダイアログボックス、クリック可能ハイパーリンクが含まれる。いくつかの実施態様では、グラフィカル表示は、報告書の形態を想定することができる。
[0036] In some embodiments, the
[0037] 次に図2を参照すると、そこに、解剖学的構造固有の分析のための標準データベース及びバイオマーカーデータベースを構築する例示的な方法200を示す流れ図が示される。方法200は、工程202、204、206、208、210、212、214、216A、及び216Bを含む。方法200の工程は図2に示された順序とは異なる順序で実行されてもよく、追加の工程が工程の前、間、及び後に設けられてもよく、及び/又は記載された工程のうちのいくつかが他の実施形態では置き換えられるか又は除去されてもよいことを理解されたい。方法200の工程は、システム100のコンピューティングデバイス120などのMRIシステムのコンピューティングデバイスによって実行される。方法200は、図3、図4、図5、図6、及び図7を参照して以下で説明される。
[0037] Next, with reference to FIG. 2, a flow diagram showing an
[0038] 方法200の工程202において、対象者の脳のMRデータが、コンピューティングデバイス120と通信するMRIデバイス110を使用することによって得られる。コンピューティングデバイス120は、対象者の脳のMRデータを処理し、MR画像データをディスプレイ160に出力し、図4のMR画像420などのMR画像が表示される。いくつかの実施形態では、MRデータは、T1 W MRデータを含む。図4に示されたMR画像420は対象者の脳の上面図であるが、当業者は、他の方向から見た対象者の脳のMR画像を、同様に、コンピューティングデバイス120によって得るか又は導出することができることを理解されよう。工程202で得られたMRデータは、対象者の脳の解剖学的構造のMRデータを含む。
[0038] In
[0039] 方法200の工程204において、対象者の脳のMRデータが、対象者の脳の第1の解剖学的構造の第1の形状及び第2の解剖学的構造の第2の形状の輪郭を描くためにセグメント化される。
[0039] In step 204 of the
[0040] 次に図4を参照すると、そこに、対象者の脳の解剖学的構造の形状の輪郭を描くためにMRデータをセグメント化するためのプロセス流れ400が示される。図4は、白黒の医用画像によって白黒で様々な態様を表すのは難しいので、当初はカラー図面として準備された。本出願の出願時に、世界中のほとんどの特許庁はカラー図面を受理していない。それゆえに、図4に示された態様を示すのに役立つように、追加の図の図4(410)、図4(420)、図4(430)、図4(440)、図4(450)、及び図4(460)を提供して、図4における以前にカラーで示された様々な態様を白黒で示している。図4と図4(410)、図4(420)、図4(430)、図4(440)、図4(450)、及び図4(460)のいずれかとの間の相違は、オリジナルである図4を優先して解釈されるべきである。図4のカラーバージョンは、本特許出願に関連する米国特許出願において米国特許商標庁から入手可能である。
[0040] Next, with reference to FIG. 4, a
[0041] いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、3D脳モデル410に基づいて、MR画像420によって表された対象者の脳のMRデータをセグメント化する。いくつかの実施形態では、3D脳モデル410は、形状制約された変形可能な脳モデルである。いくつかの事例では、3D脳モデル410は、Liu T.、Shen D.、Ibanez L.、Tao X.(編)MBIA 2011. Lecture Notes in Computer Science, vol. 7012. Springer, Berlin, HeidelbergによるMultimodal Brain Image Analysis. における、L. Zagorchev、C. Meyer、T. Stehle、R. Kneser, S、Young、及びJ. Weeseによる「Evaluation of traumatic brain injury subjects using a shape−constrained deformable model」2011に記載された脳モデルであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの事例では、3D脳モデルは、「SYSTEM FOR RAPID AND ACCURATE QUANTITATIVE ASSESSMENT OF TRAUMATIC BRAIN INJURY」と題する米国特許第9,256,951号に記載された変形可能な脳モデル、又は「METHOD AND SYSTEM FOR QUANTITATIVE EVALUATION OF IMAGE SEGMENTATION」と題する米国特許出願公開第20150146951号に記載の形状制約された変形可能な脳モデルであり、それらの各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施態様では、3D脳モデル410は、コンピューティングデバイス120、又はコンピューティングデバイス120で検索可能な記憶デバイス若しくは媒体に格納される。工程204は、工程202と同時に実行されてもよく、又は工程202の後に続いて実行されてもよい。
[0041] In some embodiments, the
[0042] MR画像430に示されるように、3D脳モデル410は、脳のMR画像420に一致させることによって初期化される。次いで、一般化ハフ変換(GHT)を3D脳モデル410に実行して、MR画像440に示されるように、場所及び方位に関して、3D脳モデル410をMR画像420の解剖学的構造の形状に一致させる。その後、MR画像450に示されるように、3D脳モデル410はパラメータ適応を経る。場所、方位、及び倍率変更が、MR画像420の解剖学的構造によりよく適合するようにグローバル相似変換及び/又は多重線形変換を使用して調節される。MR画像460によって示されるように、3D脳モデル410は変形可能適合を受ける。3D脳モデル410の境界検出及びメッシュの調整の多数の反復が実行されて、3D脳モデルが脳の解剖学的構造に適合される。
[0042] As shown in
[0043] 方法200の工程206において、対象者の脳のfMRIデータが得られる。fMRIは、酸素化ヘモグロビン及び脱酸素化ヘモグロビンが異なる磁気共鳴(MR)信号強度をもたらす異なる磁気特性を有するという事実に依存する。脳血流はニューロン活性化と直接的な相関があるので、脳領域の血液需要を測定することによって、fMRIは、その脳領域の活性化レベルを測定する。加えて、血液の需要は酸素の需要を表すので、fMRIは、脳領域の酸素需要を測定するツール及び技法でもある。fMRIスキャン中に、局所的脳活動を増加させるように設計された課題が対象者に与えられ、MRIデバイスは、酸素化血液と脱酸素化血液の比の変化を検出する。工程206は、工程202及び204と同時に実行されてもよく、又はそれらの後に続いて実行されてもよい。
[0043] In
[0044] 例えば、課題は、二重Nバック課題である。二重Nバック課題では、対象者は、一連の視覚刺激及び聴覚刺激が同時に提示される。いくつかの実施態様では、対象者は1バック条件から始め、現在の視覚刺激が直前の視覚刺激と一致する場合に肯定応答を提供するように要求される。同様に、対象者は、現在の聴覚刺激が直前の聴覚刺激と一致する場合に肯定応答を提供するように要求される。現在の視覚及び聴覚刺激の両方が直前の視覚及び聴覚刺激と一致する場合、対象者は、二重肯定応答を提供するように求められる。刺激のどれも一致しない場合、応答は必要とされない。対象者の正解率が一定レベルに達する場合、nバックレベルを1だけ増加させる(例えば、1バックから2バックに)。正確さレベルが一定レベルを下回る場合、nバックレベルを1だけ減少させる(例えば、3バックから2バックに)。いくつかの事例では、対象者の正確さレベルが一定レベルに維持されている場合、nバックレベルはそのままである。二重Nバック課題は、Susanne M. Jaeggiら、Improving Fluid Intelligence with Training on Working Memory、Pro. Natl. Acad. Sc. U.S.A.、2008年5月13日;105(19):6829〜6833に記載されている。図4は、対象者が二重Nバック課題を受けたときの対照対象者の脳の活性化レベルと軽度の外傷性脳損傷(MTBI)の対象者の脳の活性化レベルとを示す。解剖学的構造固有の活性化レベルなしでは、特定の解剖学的構造内の活性化レベルは、定量化することができず、特定の神経学的障害に有意義に関連付けることができない。本開示のシステム及び方法はまさにそれを達成する。MRデータをセグメント化し、MRデータをfMRIデータと位置合わせすることによって、解剖学的構造の形状の各々における活性化レベルが決定される。本明細書で使用される活性化レベルは、累積活性化レベル、瞬間活性化レベル、時間平均活性化レベル、又は事象平均活性化レベルである。 [0044] For example, the task is a double N-back task. In the dual N-back task, the subject is presented with a series of visual and auditory stimuli at the same time. In some embodiments, the subject is required to start with a one-back condition and provide an acknowledgment if the current visual stimulus matches the previous visual stimulus. Similarly, subjects are required to provide an acknowledgment if the current auditory stimulus matches the previous auditory stimulus. If both the current visual and auditory stimuli match the previous visual and auditory stimuli, the subject is asked to provide a double acknowledgment. If none of the stimuli match, no response is required. When the correct answer rate of the subject reaches a certain level, the n-back level is increased by 1 (for example, from 1 back to 2 back). If the accuracy level falls below a certain level, the n-back level is reduced by 1 (eg, from 3 backs to 2 backs). In some cases, the n-back level remains the same if the subject's accuracy level is maintained at a constant level. The dual N-back task is Susanne M.D. Jaeggi et al., Improving Fluid Intelligence with Training on Working Memory, Pro. Natl. Acad. Sc. U.S. S. A. May 13, 2008; 105 (19): 6829-6833. FIG. 4 shows the brain activation level of a control subject and the brain activation level of a subject with mild traumatic brain injury (MTBI) when the subject underwent a double N-back task. Without anatomical-specific activation levels, activation levels within a particular anatomical structure cannot be quantified and meaningfully associated with a particular neurological disorder. The systems and methods of the present disclosure do just that. By segmenting the MR data and aligning the MR data with the fMRI data, the activation level in each of the shapes of the anatomical structure is determined. The activation levels used herein are cumulative activation levels, instantaneous activation levels, time average activation levels, or event average activation levels.
[0045] 工程206は、図5に関連して説明される。図5は、視床510及び脳梁520の形状を含む解剖学的構造の形状の強調された境界を重ね合わせた対象者の脳のMR画像500を示す。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、第1の形状(例えば、視床510の形状)内の第1の活性化レベル、及び第2の形状(例えば、脳梁520の形状)内の第2の活性化レベルを決定する。図5に示されるように、第1の活性化レベルは第1のグラフィカルオーバーレイ610で表され、第2の活性化レベルは第2のグラフィカルオーバーレイ620で表される。ここで、第1及び第2の活性化レベルは、累積活性化レベル、瞬間活性化レベル、時間平均活性化レベル、又は事象平均活性化レベルである。加えて、コンピューティングデバイス120は、様々な解剖学的構造の活性化のパターン又はシーケンスを決定する。例えば、視床510の形状の第1の活性化レベルは増加し、一方、脳梁520の形状の第2の活性化レベルは増加しつつある。次いで、第2の活性化レベルは二重Nバック課題に応じて増加し、一方、第1の活性化レベルは同じ課題に応じて小さくなる。活性化レベルの定量的強度に加えて、課題又は刺激に応じた様々な解剖学的構造の間の活性化のパターン/シーケンスはまた、神経学的障害又は症状を示す。
Step 206 will be described in connection with FIG. FIG. 5 shows an
[0046] 方法200の工程208において、対象者の脳のEEGデータが得られる。MRデータをセグメント化し、MRデータをEEGデータと位置合わせすることによって、解剖学的構造の形状の各々の中の電気的活動レベルが決定される。工程208は、工程202、204、及び206と同時に実行されてもよく、又はそれらの後に続いて実行されてもよい。
[0046] In
[0047] 方法200の工程210において、対象者の脳のMEGデータが得られる。MRデータをセグメント化し、MRデータをMEGデータと位置合わせすることによって、解剖学的構造の形状の各々の中のニューロン活動レベルが決定される。
[0047] In
[0048] 方法200の工程212において、対象者の脳のDTIデータが得られる。MRデータをセグメント化し、MRデータをDTIデータと位置合わせすることによって、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造を経由する繊維路を識別し、解剖学的構造内の繊維路密度又は繊維路体積の比率を決定する。工程212は、図6及び図7に関連して示される。コンピューティングデバイス120が解剖学的構造をセグメント化するやり方のうちの1つは、解剖学的構造をボクセルで表すことによるものである。例示的なボクセル表現が、図6によって示されており、対象者のMR画像600には、対象者の扁桃体海馬複合体(AHC)のセグメント化表現610が含まれる。セグメント化表現610は、対象者のAHCの形状を埋め尽くすボクセルを含む。図6は対象者のAHCのセグメント化表現610を示しているが、そのようなセグメント化はすべての脳解剖学的構造に行うことができることを当業者は理解されよう。次に図7を参照すると、そこに、対象者のAHCのセグメント化表現610を経由する繊維路710を重ね合わせた対象者の脳のMR画像700が示される。いくつかの実施形態では、セグメント化表現610におけるボクセルは、それらを経由する繊維路710を追跡するための開始点又は「シード」として役立ち、それにより、繊維路710を工程212において識別することができる。工程212は、工程202、204、206、及び208と同時に実行されてもよく、又はそれらの後に続いて実行されてもよい。
[0048] In
[0049] 方法200の工程214において、活性化レベル、活性化のシーケンス、電気的活動レベル、ニューロン活動レベル、繊維路密度が、対象者の脳の診断に関連付けられる。図1に示されたシステム100の文脈に置かれると、工程214において、コンピューティングデバイス120は、脳に関する患者の診断結果を受け取る。診断結果が、陰性であり、健康な脳を示している場合、コンピューティングデバイス120は、脳のそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルを、陰性の診断結果又は神経学的に罹患していない対象者と関連付ける。しかしながら、診断結果が陽性であり、神経学的障害を示している場合、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造固有のデータを神経学的に罹患している対象者と関連付ける。いくつかの実施形態では、診断結果が陽性であるときはいつでも、推奨される療法又は処置のための治療推奨及び推奨される薬物のための処方推奨に関する情報が、さらに、神経学的障害と診断された対象者に関連付けられる。
In
[0050] 次いで、方法200は、工程216A及び工程216Bに分岐する。工程216Aにおいて、陰性の診断結果又は神経学的に罹患していない対象者に関連するそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが、図1に示された標準データベース170などの標準データベースに格納される。時間とともに、標準データベースには、神経学的に罹患していない複数の対象者についてのそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが含まれる。工程216Bにおいて、神経学的に罹患している対象者に関連するそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが、図1に示されたバイオマーカーデータベース180などのバイオマーカーデータベースに格納される。時間とともに、バイオマーカーデータベースには、神経学的に罹患している複数の対象者についてのそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが含まれる。治療推奨及び/又は処方推奨が、神経学的障害と診断された神経学的に罹患している対象者に関連付けられる事例では、治療推奨及び処方推奨もバイオマーカーデータベース180に格納される。例えば、癲癇と診察された対象者は、抗てんかん薬を処方される。それらの治療及び/又は処方推奨は、それらの関連するイメージング(fMRI、EEG、MEG、及びDTIなど)、非イメージングデータ(ゲノミクス、臨床的エッセイ、電子医療記録、放射線医学報告書など)、及び/又は前の治療推奨と一緒に、データベースに格納される。いくつかの実施形態では、標準データベース及びバイオマーカーデータベースのデータは、年齢、性別、人種、又はそれらの組合せに基づいて区分される。
[0050] The
[0051] 次に図3を参照すると、そこに、対象者の脳の解剖学的構造の異常及び神経学的障害の可能性を決定するための方法300が示される。方法300は、工程302、304、306、308、310、312、314、316、及び318を含む。方法300の工程は図3に示された順序とは異なる順序で実行されてもよく、追加の工程が工程の前、間、及び後に設けられてもよく、及び/又は記載された工程のうちのいくつかは他の実施形態では置き換えられるか又は除去されてもよいことを理解されたい。方法300の工程は、システム100のコンピューティングデバイス120などのMRIシステムのコンピューティングデバイスによって実行される。方法300は、図3、図4、図5、図6、及び図7を参照して以下で説明される。方法300の工程302、304、306、308、310、及び312は、方法200の工程202、204、206、208、210、及び212と似ているので、以下ではあまり詳細に説明されない。
[0051] Next, with reference to FIG. 3, a
[0052] 方法300の工程302において、対象者の脳のMRデータが、コンピューティングデバイス120と通信するMRIデバイス110を使用することによって得られる。
[0052] In
[0053] 方法300の工程304において、対象者の脳のMRデータが、対象者の脳の第1の解剖学的構造の第1の形状及び第2の解剖学的構造の第2の形状の輪郭を描くためにセグメント化される。
[0053] In
[0054] 方法300の工程306において、対象者の脳のfMRIデータが得られる。fMRIデータは、調査スキャンにより、又は体積局在化及び方向余弦などの適切な位置合せプロセスによりMRデータと位置合わせされる。MRデータをセグメント化し、MRデータをfMRIデータと位置合わせすることによって、解剖学的構造の形状の各々における検査活性化レベルが決定される。本明細書で使用される検査活性化レベルは、累積活性化レベル、瞬間活性化レベル、時間平均活性化レベル、又は事象平均活性化レベルである。
[0054] In
[0055] 方法300の工程308において、対象者の脳のEEGデータが得られる。EEGデータは、調査スキャン、剛体位置合せ、体積局在化、及び方向余弦などの適切な位置合せプロセスによりMRデータと位置合わせされる。MRデータをセグメント化し、MRデータをEEGデータと位置合わせすることによって、解剖学的構造の形状の各々の中の検査電気的活動レベルが決定される。
[0055] In
[0056] 方法300の工程310において、対象者の脳のMEGデータが得られる。MEGデータは、調査スキャン、剛体位置合せ、体積局在化、及び方向余弦などの適切な位置合せプロセスによりMRデータと位置合わせされる。MRデータをセグメント化し、MRデータをMEGデータと位置合わせすることによって、解剖学的構造の形状の各々の中の検査ニューロン活動レベルが決定される。
[0056] In
[0057] 方法300の工程312において、対象者の脳のDTIデータが得られる。DTIデータは、調査スキャンにより、又は調査スキャン、剛体位置合せ、体積局在化、及び方向余弦などの適切な位置合せプロセスによりMRデータと位置合わせされる。MRデータをセグメント化し、MRデータをDTIデータと位置合わせすることによって、コンピューティングデバイス120は、解剖学的構造を経由する繊維路を識別し、解剖学的構造内の繊維路密度を決定する。
[0057] In
[0058] 方法300の工程314において、解剖学的構造の異常が、コンピューティングデバイス120で、検査活性化レベル、検査電気的活動レベル、検査ニューロン活動レベル、及び検査繊維路密度を標準データベース170などの標準データベースのデータと比較することによって決定される。方法200の工程216Aに関して上述したように、標準データベースには、神経学的に罹患していない複数の対象者についてのそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが含まれる。いくつかの実施形態では、標準データベースのデータは、対象者の年齢、社会的性別、性別、及び/又は頭部サイズに基づいて正規化され、その後、対象者の検査活性化レベル、検査電気的活動レベル、検査ニューロン活動レベル、及び検査繊維路密度と比較される。いくつかの実施形態では、解剖学的構造内の対象者の検査活性化レベル、検査電気的活動レベル、検査ニューロン活動レベル、及び検査繊維路密度が、標準値から閾値割合だけ逸脱している場合、解剖学的構造の異常が決定される。いくつかの実施態様では、閾値割合は、標準データベースのデータとバイオマーカーデータベースのデータとの相互比較に基づいて決定される割合である。いくつかの実施態様では、閾値割合は、正規形データの標準偏差の一部である。
[0058] In
[0059] 方法300の工程316において、神経学的障害の可能性が、異常に関連する検査活性化レベル、検査電気的活動レベル、検査ニューロン活動レベル、及び検査繊維路密度をバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって決定される。方法200の工程216Bに関して上述したように、バイオマーカーデータベースには、神経学的に罹患している複数の対象者についてのそれぞれの解剖学的構造内のfMRI活性化レベル、活性化のシーケンス、DTI繊維路密度、MEGニューロン活動レベル、EEG電気的活動レベルが含まれる。いくつかの実施形態では、バイオマーカーデータベースのデータは、対象者の年齢、社会的性別、性別、及び/又は頭部サイズに基づいて正規化され、その後、対象者の検査活性化レベル、検査電気的活動レベル、検査ニューロン活動レベル、及び検査繊維路密度と比較される。いくつかの実施形態では、神経学的障害の可能性は、解剖学的構造内の対象者の検査活性化レベル、検査電気的活動レベル、検査ニューロン活動レベル、及び検査繊維路密度をバイオマーカーデータベースの神経学的障害のバイオマーカーと一致させることによって決定される。例えば、解剖学的構造ZにおけるX活性化レベル及びYニューロン活動レベルをもつ神経学的に罹患している対象者が神経学的障害Aと診断される95%の可能性を有することをバイオマーカーデータベースのデータが統計的に示し、対象者の検査データが解剖学的構造ZのX活性化レベル及びYニューロン活動レベルと一致するか又は超える場合、対象者の神経学的障害Aの可能性は95%である。いくつかの実施態様では、バイオマーカーデータベースのデータを標準データベースのデータと相互比較して、工程314において異常を決定するための閾値割合を生成する。例えば、バイオマーカーデータベースにおける解剖学的構造内の平均活性化レベルが標準データベースの対応するものよりも15%高い場合、15%は、工程314において解剖学的構造内の異常を決定する目的のための閾値割合としての役割を果たす。
[0059] In step 316 of
[0060] いくつかの実施形態では、工程314及び316は、並行して、互いに独立に実行される。それらの実施形態では、コンピューティングデバイス120は、両方のデータベースに同時にアクセスし、工程314及び316で必要とされる比較を別々に実行する。いくつかの他の実施形態では、工程314及び316は順々に実行され、工程316は工程314の結果に依存する。これらの実施形態では、異常が解剖学的構造に関して識別された後、工程316は、その「異常な」解剖学的構造に関してのみ実行されて、収束結果が生成される。
[0060] In some embodiments,
[0061] 方法300の工程318において、異常や神経学的障害の可能性のグラフィカル表示が、ディスプレイ160などのディスプレイに出力される。上述のように、バイオマーカーデータベースは、推奨される療法又は処置のための治療推奨及び推奨される薬物のための処方推奨に関する情報を含む。それらの実施形態では、グラフィカル表示は、さらに、神経学的障害の可能性が0%よりも大きい場合、神経学的障害に対する治療推奨及び処方推奨を含んでもよい。いくつかの他の実施形態では、グラフィカル表示は、神経学的障害の可能性が50%よりも大きい場合、神経学的障害に対する治療推奨及び処方推奨しか含まない。いくつかの実施態様では、グラフィカル表示には、色輪郭、テキスト、ポップアップダイアログボックス、クリック可能ハイパーリンクが含まれる。いくつかの実施態様では、グラフィカル表示は、放射線医学報告書の形態を想定することができる。
[0061] In
[0062] 本開示のシステム、デバイス、及び方法は、米国特許仮出願Atty. Dkt. No. 2017PF02586/44755.1862PV01に記載されている特徴を含み、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。 [0062] The systems, devices, and methods of the present disclosure are described in US Patent Provisional Application Atty. Dkt. No. Includes the features described in 2017PF02586 / 44755.1862PV01, which are incorporated herein by reference in their entirety.
[0063] 上述の装置、システム、及び方法が様々なやり方で変更されてもよいことを当業者は認識されよう。その結果、本開示が包含する実施形態は上述の特定の例示的な実施形態に限定されないことを当業者は理解されよう。その点に関して、例示的な実施形態が図示及び記載されているが、広範囲の変形、改変、及び置換が前述の開示には意図されている。そのような変型が、本開示の範囲から逸脱することなく、前述のものに行われてもよいことが理解されよう。その結果、添付の特許請求の範囲は、広範に及び本開示と一致した形で解釈されることが適切である。 Those skilled in the art will recognize that the devices, systems, and methods described above may be modified in various ways. As a result, those skilled in the art will appreciate that the embodiments included in the present disclosure are not limited to the particular exemplary embodiments described above. In that regard, exemplary embodiments are illustrated and described, but extensive modifications, modifications, and substitutions are intended in the aforementioned disclosure. It will be appreciated that such modifications may be made to those described above without departing from the scope of the present disclosure. As a result, it is appropriate that the appended claims be broadly construed in a manner consistent with the present disclosure.
Claims (18)
磁気共鳴イメージング(MRI)デバイスと通信するコンピューティングデバイス
を含み、前記コンピューティングデバイスが、
前記解剖学的構造の形状内の検査活性化レベルを標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査活性化レベルが、前記MRIデバイスの使用により得られた機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)データと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定され、前記解剖学的構造の前記形状が、前記MRIデバイスの使用により得られた磁気共鳴(MR)データのセグメント化に基づいて輪郭を描かれる、解剖学的構造の異常を決定することと、
ディスプレイデバイスに、前記解剖学的構造の異常のグラフィカル表示を出力することと
を行うように動作可能であり、
前記標準データベースのデータが、神経学的に罹患していない複数の対象者の解剖学的構造の活性化レベルを含む、
システム。 A system for evaluating the anatomical structure of a subject's brain.
The computing device includes a computing device that communicates with a magnetic resonance imaging (MRI) device.
Determining an abnormality of the anatomical structure by comparing the test activation level within the shape of the anatomical structure with data in a standard database, wherein the test activation level is the use of the MRI device. Determined by aligning the functional magnetic resonance imaging (fMRI) data obtained with the anatomical structure with the shape of the anatomical structure obtained by using the MRI device. Determining anatomical anomalies that are contoured based on magnetic resonance imaging (MR) data segmentation,
It can operate to output a graphical display of the anatomical anomaly to the display device.
The data in the standard database include activation levels of anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected.
system.
前記異常に関連する前記検査活性化レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定するようにさらに動作可能であり、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造の活性化レベルを含み、
前記グラフィカル表示が、前記神経学的障害の可能性を含む、
請求項1に記載のシステム。 The computing device
It can be further acted upon to determine the likelihood of neurological impairment by comparing the test activation level associated with the abnormality with data from a biomarker database.
Data from the biomarker database include activation levels of said anatomical structures in multiple neurologically affected subjects.
The graphical representation includes the possibility of the neurological disorder.
The system according to claim 1.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査電気的活動レベルを前記標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査電気的活動レベルが、脳波検査(EEG)デバイスの使用により得られたEEGデータと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定される、前記解剖学的構造の異常を決定することと、
前記解剖学的構造の異常に関連する前記検査電気的活動レベルを前記バイオマーカーデータベースのデータと比較することによって前記神経学的障害の可能性を決定することと
を行うようにさらに動作可能であり、
前記コンピューティングデバイスが前記EEGデバイスと通信し、
前記標準データベースのデータが、前記神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造の電気的活動レベルを含み、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、前記神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造の電気的活動レベルを含む、
請求項2に記載のシステム。 The computing device
Determining an abnormality in the anatomical structure by comparing the test electrical activity level within the shape of the anatomical structure with data in the standard database, wherein the test electrical activity level is an electroencephalogram. Determining an abnormality of the anatomical structure, which is determined by aligning the EEG data obtained by using an examination (EEG) device with the shape of the anatomical structure.
It is further operable to determine the likelihood of the neurological disorder by comparing the test electrical activity level associated with the anatomical abnormality with the data in the biomarker database. ,
The computing device communicates with the EEG device and
The data in the standard database includes the electrical activity levels of the anatomical structure of the neurologically unaffected subjects.
The data in the biomarker database comprises the level of electrical activity of the anatomical structure of the neurologically affected subject.
The system according to claim 2.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査ニューロン活動レベルを前記標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査ニューロン活動レベルが、脳磁気図検査(MEG)デバイスの使用により得られたMEGデータと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定される、前記解剖学的構造の異常を決定することと、
前記解剖学的構造の異常に関連する前記検査ニューロン活動レベルを前記バイオマーカーデータベースのデータと比較することによって前記神経学的障害の可能性を決定することと
を行うようにさらに動作可能であり、
前記コンピューティングデバイスが前記MEGデバイスと通信し、
前記標準データベースのデータが、前記神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造のニューロン活動レベルを含み、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、前記神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造のニューロン活動レベルを含む、
請求項2に記載のシステム。 The computing device
Determining an abnormality of the anatomical structure by comparing the test neuron activity level within the shape of the anatomical structure with data in the standard database, wherein the test neuron activity level is a magnetoencephalogram. Determining an abnormality of the anatomical structure, which is determined by aligning the MEG data obtained by using an examination (MEG) device with the shape of the anatomical structure.
It is further operable to determine the likelihood of the neurological disorder by comparing the test neuron activity level associated with the anatomical abnormality with the data in the biomarker database.
The computing device communicates with the MEG device and
Data from the standard database include neuronal activity levels of the anatomical structure of the neurologically unaffected subjects.
Data from the biomarker database include neuronal activity levels of the anatomical structure of the neurologically affected subject.
The system according to claim 2.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査繊維路密度を前記標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査繊維路密度が、前記MRIデバイスの使用により得られた拡散テンソルイメージング(DTI)データと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定される、前記解剖学的構造の異常を決定することと、
前記前記解剖学的構造の異常に関連する前記検査繊維路密度を前記バイオマーカーデータベースのデータと比較することによって前記神経学的障害の可能性を決定することと
を行うようにさらに動作可能であり、
前記標準データベースのデータが、前記神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造の繊維路密度を含み、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、前記神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造の繊維路密度を含む、
請求項2に記載のシステム。 The computing device
Determining an abnormality of the anatomical structure by comparing the test fiber path density within the shape of the anatomical structure with data in the standard database, wherein the test fiber path density is the MRI device. Determining the anatomical anomaly, which is determined by aligning the diffusion tensor imaging (DTI) data obtained by the use of the anatomical structure with the shape of the anatomical structure.
It is further operable to determine the likelihood of the neurological disorder by comparing the test fiber tract density associated with the anatomical abnormality with the data in the biomarker database. ,
The data in the standard database included the fibrous density of the anatomical structure of the neurologically unaffected subjects.
The data in the biomarker database includes the fibrous density of the anatomical structure of the neurologically affected subject.
The system according to claim 2.
磁気共鳴イメージング(MRI)デバイスと通信するコンピューティングデバイス
を含み、前記コンピューティングデバイスが、
前記解剖学的構造の形状内の検査活性化レベルをバイオマーカーデータベースのデータと比較することによって神経学的障害の可能性を決定することであって、前記検査活性化レベルが、前記MRIデバイスの使用により得られた機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)データと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定され、前記解剖学的構造の前記形状が、前記MRIデバイスの使用により得られた磁気共鳴(MR)データのセグメント化に基づいて輪郭を描かれる、神経学的障害の可能性を決定することと、
ディスプレイデバイスに、前記神経学的障害の前記可能性のグラフィカル表示を出力することと
を行うように動作可能であり、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造の活性化レベルを含む、
システム。 A system for evaluating the anatomical structure of a subject's brain.
The computing device includes a computing device that communicates with a magnetic resonance imaging (MRI) device.
Determining the likelihood of neurological damage by comparing the level of test activation within the shape of the anatomical structure with data from a biomarker database, wherein the level of test activation is that of the MRI device. The shape of the anatomical structure is determined by aligning the functional magnetic resonance imaging (fMRI) data obtained by use with the shape of the anatomical structure, and the shape of the anatomical structure is obtained by use of the MRI device. Determining the potential for neurological disorders, contoured based on the segmentation of magnetic resonance imaging (MR) data
It can be actuated to output a graphical display of said possibility of said neurological disorder to a display device.
Data from the biomarker database include activation levels of said anatomical structures in multiple neurologically affected subjects.
system.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査活性化レベルを標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定するようにさらに動作可能であり、
前記標準データベースのデータが、神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造の活性化レベルを含み、
前記グラフィカル表示が、前記解剖学的構造の異常を含む、
請求項10に記載のシステム。 The computing device
It is possible to further act to determine anomalies in the anatomy by comparing the test activation level within the shape of the anatomy with data in a standard database.
Data from the standard database include activation levels of said anatomical structures in multiple subjects who are not neurologically affected.
The graphical representation comprises an abnormality in the anatomical structure.
The system according to claim 10.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査電気的活動レベルを前記標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査電気的活動レベルが、脳波検査(EEG)デバイスの使用により得られたEEGデータと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定される、前記解剖学的構造の異常を決定することと、
前記検査電気的活動レベルを前記バイオマーカーデータベースのデータと比較することによって前記神経学的障害の可能性を決定することと
を行うようにさらに動作可能であり、
前記コンピューティングデバイスが前記EEGデバイスと通信し、
前記標準データベースのデータが、前記神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造の電気的活動レベルを含み、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、前記神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造の電気的活動レベルを含む、
請求項11に記載のシステム。 The computing device
Determining an abnormality in the anatomical structure by comparing the test electrical activity level within the shape of the anatomical structure with data in the standard database, wherein the test electrical activity level is an electroencephalogram. Determining an abnormality of the anatomical structure, which is determined by aligning the EEG data obtained by using an examination (EEG) device with the shape of the anatomical structure.
It is further operational to determine the likelihood of the neurological disorder by comparing the test electrical activity level with the data in the biomarker database.
The computing device communicates with the EEG device and
The data in the standard database includes the electrical activity levels of the anatomical structure of the neurologically unaffected subjects.
The data in the biomarker database comprises the level of electrical activity of the anatomical structure of the neurologically affected subject.
The system according to claim 11.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査ニューロン活動レベルを前記標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査ニューロン活動レベルが、脳磁気図検査(MEG)デバイスの使用により得られたMEGデータと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定される、前記解剖学的構造の異常を決定することと、
前記検査ニューロン活動レベルを前記バイオマーカーデータベースのデータと比較することによって前記神経学的障害の可能性を決定することと
を行うようにさらに動作可能であり、
前記コンピューティングデバイスが前記MEGデバイスと通信し、
前記標準データベースのデータが、前記神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造のニューロン活動レベルを含み、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、前記神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造のニューロン活動レベルを含む、
請求項11に記載のシステム。 The computing device
Determining an abnormality of the anatomical structure by comparing the test neuron activity level within the shape of the anatomical structure with data in the standard database, wherein the test neuron activity level is a magnetoencephalogram. Determining the anomaly of the anatomical structure, which is determined by aligning the MEG data obtained by using the examination (MEG) device with the shape of the anatomical structure.
It can be further acted upon to determine the likelihood of the neurological disorder by comparing the test neuron activity level with the data in the biomarker database.
The computing device communicates with the MEG device and
Data from the standard database include neuronal activity levels of the anatomical structure of the neurologically unaffected subjects.
Data from the biomarker database include neuronal activity levels of the anatomical structure of the neurologically affected subject.
The system according to claim 11.
前記解剖学的構造の前記形状内の検査繊維路密度を前記標準データベースのデータと比較することによって前記解剖学的構造の異常を決定することであって、前記検査繊維路密度が、前記MRIデバイスの使用により得られた拡散テンソルイメージング(DTI)データと前記解剖学的構造の前記形状とを位置合わせすることによって決定される、前記解剖学的構造の異常を決定することと、
前記検査繊維路密度を前記バイオマーカーデータベースのデータと比較することによって前記神経学的障害の可能性を決定することと
を行うようにさらに動作可能であり、
前記標準データベースのデータが、前記神経学的に罹患していない複数の対象者の前記解剖学的構造の繊維路密度を含み、
前記バイオマーカーデータベースのデータが、前記神経学的に罹患している複数の対象者の前記解剖学的構造の繊維路密度を含む、
請求項11に記載のシステム。 The computing device
Determining an abnormality of the anatomical structure by comparing the test fiber path density within the shape of the anatomical structure with data in the standard database, wherein the test fiber path density is the MRI device. Determining the anatomical anomaly, which is determined by aligning the diffusion tensor imaging (DTI) data obtained by the use of the anatomical structure with the shape of the anatomical structure.
It can be further actuated to determine the likelihood of the neurological disorder by comparing the test fiber tract density with the data in the biomarker database.
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The data in the biomarker database includes the fibrous density of the anatomical structure of the neurologically affected subject.
The system according to claim 11.
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